JP4165280B2

JP4165280B2 - Compressor

Info

Publication number: JP4165280B2
Application number: JP2003106826A
Authority: JP
Inventors: 英隆新開
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP2004308629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は斜板型圧縮機のような圧縮機に係り、特に、空調装置において冷媒を圧縮する圧縮機に適した潤滑システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調装置の冷凍サイクルにおいては、冷媒圧縮機の摺動部分を潤滑するために冷媒に冷凍機油のようなオイルを混入させておくと共に、蒸発器から戻ってくる冷媒が摺動部分を通過するように構成して、戻り冷媒に含まれているオイルによって摺動部分を潤滑するのが普通である。このような構成の圧縮機においては、運転を停止している間にオイルが重力によって流下して圧縮機の底部に溜まるために、潤滑の必要な摺動部分ではオイルが欠乏した状態になると共に、冷凍サイクルの低部の配管には、冷却されて液状となった冷媒が溜まった状態になる。このような状態において圧縮機の運転が再開されると、最初の数秒間という短い期間ではあるが、オイルが欠乏した状態の摺動部分を更に液状の戻り冷媒が洗浄することになって、摺動部分の潤滑状態が悪化するという問題がある。
【０００３】
この問題の対策として、従来は、圧縮機における冷媒の入口部分に空間としてのオイル溜まりを形成して、運転中にその中にオイルを溜めることにより、起動時にこのオイルによって潤滑を助けるようにしている。しかしながら、このようなオイル溜まりを設けても、冷凍サイクルに通常の量だけオイルを封入した場合にはオイル溜まりに溜まるオイルの量が少ないので、起動時のオイル不足の問題を解消することができない。そこで、冷凍サイクルに封入するオイルの量を増加させる必要が生じるため、コストの上昇や圧縮機の体格が大きくなるという別の問題を招くことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述のような問題に鑑み、新規な手段によってその問題を解消することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１に記載された圧縮機を提供する。
【０００６】
本発明の圧縮機は、被圧縮流体に混入されて循環する潤滑オイルの一部を運転中に被圧縮流体の一部が溶存している状態で貯留するために、作動室へ吸入される被圧縮流体及び潤滑オイルの吸入側の流れの経路から外れた位置に、先の閉じた空間として形成されたオイル溜め室と、オイル溜め室を周辺の他の部分よりも急速に冷却するための冷却手段と、このオイル溜め室と吸入側の経路とを連通する通路とを備えている点に特徴がある。
【０００７】
従って、圧縮機の運転中に、被圧縮流体に混入して圧縮機の内部を流れる潤滑オイルの一部が分離し、吸入側の流れの経路から外れて先の閉じた空間として形成されているオイル溜め室内に貯留される。オイル溜め室は何らかの冷却手段によって周辺の他の部分よりも強く冷却されるので、オイル溜め室内に容易に潤滑オイルが貯留されるだけでなく、オイル溜め室内に貯留された潤滑オイルには可及的に多量の飽和状態における被圧縮流体が溶存している。
【０００８】
この状態で圧縮機が停止し、且つ再起動されると、吸入側の流れの経路には作動室への被圧縮流体の吸入による負圧が作用するから、この経路に連通しているオイル溜め室も負圧となる。そのために、オイル溜め室に貯留されていた潤滑オイルから、それに溶存していた被圧縮流体が急激に蒸発し、潤滑オイルがフォーミング（発泡）状態となって体積が急増するため、フォーミング状態の潤滑オイルは膨張しながら通路を通って吸入側の流れの経路へ押し出される。このフォーミング状態の潤滑オイルが再起動直後の潤滑に役立つので、定常運転の状態になるまでに圧縮機の摺動部分等が潤滑不良となるのを防止することができる。
【０００９】
本発明では、オイル溜め室の冷却手段として、オイル溜め室が外気と接触する外壁をハウジングの他の部位よりも薄肉にする。それによって冷却手段の構成がきわめて簡単になり、オイル溜め室が潤滑オイルを貯留する時に、貯留された潤滑オイルが外気によって直ちに冷却される。いずれにしても、オイル溜め室に冷却手段を設けることによって、オイル溜め室に貯留される潤滑オイルに溶存する被圧縮流体の量が増加し、再起動時にフォーミング状態となる潤滑オイルと冷媒の体積が大きくなり、吸入側の流れの経路へ押し出される潤滑オイルの量が増大する。
【００１０】
本発明の圧縮機の好適な用途の一つとして冷媒圧縮機を挙げることができる。また、本発明の圧縮機の好適な形式の一つとしては斜板型圧縮機を挙げることができる。本発明が斜板型の冷媒圧縮機に適用された場合に、斜板を収容している斜板室を吸入側の流れの経路の一部とすることができ、斜板室が常時通路を介してオイル溜め室と連通しているように構成することが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。図示実施例は本発明を斜板型の冷媒圧縮機に適用した場合を示している。図１及び図２に示すように、斜板型の冷媒圧縮機１は中心部に駆動のためのシャフト２を備えている。シャフト２はその端部に設けられた電磁クラッチ３と、その外周部に形成されたプーリ４と、それに巻き掛けられる図示しないベルト等を介して自動車の内燃機関等によって回転駆動される。このシャフト２を中心として、フロントハウジング５、フロントバルブプレート６、フロントシリンダ７、リヤシリンダ８、リヤバルブプレート９、リヤハウジング１０等を順に軸方向に重ね合わせて、ボルト１１等によって相互に一体的に結合することにより圧縮機１の外殻部分が構成される。
【００１２】
シャフト２がフロントハウジング５を貫通する部分にはシャフトシール１２が設けられる。フロントシリンダ７がシャフト２を軸支する部分にはラジアルベアリング１３が設けられ、リヤシリンダ８がシャフト２を軸支する部分にはラジアルベアリング１４が設けられる。１５は概ね円板状の斜板であって、シャフト２と一体的に回転するように結合されており、軸方向のボス部の前後面はフロントシリンダ７及びリヤシリンダ８によって支持されるスラストベアリング１６及び１７によって軸方向に軸支されている。
【００１３】
フロントシリンダ７及びリヤシリンダ８の対向位置には、図２に示すように、それぞれ５個のシリンダボア１８及び１９がシャフト２の周囲に均等配置で形成されている。勿論、シリンダボア１８及び１９の数はそれぞれ４個或いは６個のように５個以外の数であってもよい。対になって対向しているシリンダボア１８及び１９に跨って、それぞれ双頭のピストン２０が軸方向に摺動可能に挿入される。ピストン２０はそれぞれ長手方向（軸方向）の中央の切り欠き部分に相互に対向する半球形の窪みを有し、それらの窪みに挿入された一対の半球形のシュー２１を介して斜板１５の周縁部を挟むように摺動可能に接触することにより、斜板１５が回転した時に軸方向に往復運動を受ける。斜板１５に対してシュー２１が摩擦接触した状態で摺動するので、この摺動部分の潤滑が問題になる。
【００１４】
フロントシリンダ７とリヤシリンダ８の内部にはシリンダボア１８及び１９の他に空間として斜板室２２が形成される。斜板室２２の形状は斜板１５の回転と共に５個のピストン２０が往復運動をすることによって変化を繰り返すが、斜板室２２は概ね一定の容積を有するものとして常に斜板１５の周りに形成される。斜板室２２は圧縮機１によって圧縮される冷媒（一般的には被圧縮流体）の入口側通路の一部となっているので、冷媒に予め冷凍機油のような潤滑オイルを混合して冷凍サイクルに封入しておくことにより、潤滑オイルを含む戻り冷媒が斜板室２２を通過する時に、オイルの一部が冷媒から分離して斜板１５とシュー２１との摺動接触部分や、シリンダボア１８及び１９とピストン２０との間の摺動部分、或いはベアリング１３，１４，１６，１７等を潤滑する。
【００１５】
フロントハウジング５の後端面とフロントシリンダ７の前端面との間に挟み込まれたフロントバルブプレート６と、リヤシリンダ８の後端面とリヤハウジング１０との間に挟み込まれたリヤバルブプレート９は概ね対称的な形状を有する。また、フロントハウジング５とリヤハウジング１０の構造も概ね対称的である。そこで、代表としてリヤバルブプレート９とリヤハウジング１０の組立体を取り上げて説明するが、フロントハウジング５とフロントバルブプレート６の組立体についても概ね同様なことが言える。
【００１６】
リヤハウジング１０の周縁部寄りの一部には空間として吸入室２３が形成されると共に、それとの間に隔壁を挟んで他の部分には吐出室２４が形成される。吸入室２３とシリンダボア１９とを連通させ得るようにリヤバルブプレート９に形成された吸入ポート２５には、シリンダボア１９側の面に吸入弁としてサクションリード２６が設けられる。これに対して、吐出室２４とシリンダボア１９とを連通させ得るようにリヤバルブプレート９に形成された吐出ポート２７には、吐出室２４の側に吐出弁としてディスチャージリード２８が設けられる。フロント側のバルブプレート６でも同様な構造となっている。
【００１７】
前後の吸入室は相互に、また、前後の吐出室も相互に、それぞれ軸方向の通路によって連通している。これらの連通通路はフロントハウジング５とリヤシリンダ８を貫通して連続するように形成される。図示実施例において、リヤ側の吸入室２３と図示しないフロント側の吸入室とを接続する連通通路２９は、図２に示すように３本ある。それら３本の連通通路２９は軸方向の中間部分においていずれも斜板室２２に開放されている。従って、吸入室２３によって代表される前後の吸入室は、いずれも斜板室２２に連通している。前後の吐出室もまた軸方向の通路によって相互に連通している。図示実施例では、リヤ側の吐出室２４とフロント側の吐出室３０との間を連通させる軸方向の連通通路３１は太いが、ハウジングの上部に１本だけ設けられている。
【００１８】
この圧縮機１は空調装置に適用され、その冷凍サイクルの一部を構成する冷媒圧縮機として使用されるので、圧縮機１には図３に示すような冷凍サイクルの残余の部分が接続される。図３において、３２は凝縮器であって、圧縮機１によって圧縮された冷媒がこの凝縮器３２において外気等によって冷却されて凝縮、液化する。３３は気液分離器であって、凝縮器３２によって液化した冷媒を液化しない冷媒から分離する。３４は膨張弁である。液化した冷媒は膨張弁３４を通過することによって減圧され、蒸発器３５の中で膨張して気化する。その際に、蒸発器３５を通過する室内空気等を冷却して冷房作用をする。
【００１９】
図３に示す冷凍サイクルの蒸発器３５の出口は圧縮機１の斜板室２２に接続されている。従って、蒸発器３５において冷房作用をした後の圧縮機１への戻り冷媒がまず斜板室２２へ流入し、３本の連通通路２９を経て前後の吸入室２３へ供給される。戻り冷媒が斜板室２２を通過するので、戻り冷媒に含まれている冷凍機油のような潤滑オイルが斜板室２２内にある潤滑を必要とする部分に供給されて潤滑作用をする。潤滑を必要とする部分とは、斜板１５とシュー２１との摺動接触面、シリンダボア１８及び１９とピストン２０の摺動面、ベアリング１３，１４，１６，１７の転動部分等である。しかしながら、このような潤滑作用が圧縮機１の起動直後には十分に行われないことは前述のとおりである。
【００２０】
本発明の圧縮機の基本的な構造と作用は前述のような従来の圧縮機と同様であるが、本発明の特徴に対応して、図示実施例の圧縮機１は、まず、リヤハウジング１０内の中心部にオイル溜め室３６と呼ぶ空間を備えている。オイル溜め室３６の周辺の構造を図４に拡大して示す。オイル溜め室３６の外壁３７は、それ以外のリヤハウジング１０内の吸入室２３や吐出室２４等の外壁と比べて熱を伝え易いように薄肉となっている。薄肉の外壁３７はオイル溜め室３６の冷却手段となるものであるが、これに代わるものとして、他の積極的な冷却手段をオイル溜め室３６に設けることも可能である。リヤバルブプレート９の中心部に開口３８が設けられることによって、オイル溜め室３６がリヤシリンダ８内においてシャフト２の後端部に形成される空間３９と連通している。
【００２１】
なお、図４において、参照符号２６は後述のサクションリードを、同じく２８はディスチャージリードを、４９はリヤバルブプレート９とリヤハウジング１０との間に挟み込まれた金属製のガスケットを、５０はガスケット４９の表面に施されたゴムのコーティングをそれぞれ示している。
【００２２】
図２に示したように、シャフト２の周囲にはそれと平行にリヤシリンダ８を軸方向に貫通する５本の通路４０が穿孔されて、それらの後端が空間３９に連通している。そのために、それぞれの通路４０の後端においてリヤバルブプレート９の表面に近いリヤシリンダ８の一部に切り欠き通路４２が設けられている。従って、オイル溜め室３６はリヤバルブプレート９の開口３８と、リヤシリンダ８内の空間３９と、切り欠き通路４２及び軸方向の通路４０とを介して、斜板室２２に常時連通している。しかしながら、オイル溜め室３６は先の閉じた空間であって、開口３８以外に出入口は設けられていない。
【００２３】
軸方向に設けられた５本の通路４０のうち、上部にある２本の通路４０の後端には樋のようなオイルガイド４１が設けられている。オイルガイド４１はリヤバルブプレート９の開口３８を通過して、オイルをオイル溜め室３６内へ導く作用をする。また、それら上部にある２本の通路４０の前端付近において、図２に示すように、リヤシリンダ８の前面には上方に向かって開くオイル受け溝４３が形成されていて、上部のシリンダボア１９ａから流出するオイルを集めるようになっている。集められたオイルは、図７に示したように、スラストベアリング１７のリヤ側のレース１７ａを堰として形成される溝のようなオイル回収通路４４によって案内されて、上部の２本の軸方向通路４０へ流入することができる。
【００２４】
実施例の斜板型の冷媒圧縮機１はこのように構成されているから、シャフト２が電磁クラッチ３を介して、車両に搭載された内燃機関のような動力源によって回転駆動されると、斜板１５が回転と共に揺動運動をするために、５本のピストン２０がシリンダボア１８及び１９内で往復運動をする。それによって拡大して負圧となるシリンダボア１８及び１９内の作動室には、リヤ側の吸入室２３及び図示しないフロント側の吸入室にある冷媒が、バルブプレート６及び９に形成された吸入ポート２５のサクションリード２６を押し開いて吸入される。そして、作動室が縮小して高圧となる時に、加圧された冷媒が吐出ポート２７のディスチャージリード２８を押し開いて前後の吐出室２４及び３０へ吐出され、更に連通通路３１を通過することにより合流して冷凍サイクルの凝縮器３２へ送られる。
【００２５】
このようにして、リヤ側の吸入室２３及び図示しないフロント側の吸入室内の冷媒がシリンダボア１８及び１９内の作動室へ吸入され、圧縮されて吐出されることによって前後の吸入室２３等が負圧になるから、連通通路２９によって連通している斜板室２２も負圧となる。それによって、冷凍サイクルの蒸発器３５において膨張して冷房作用を終えた低圧の戻り冷媒が斜板室２２へ吸入され、連通通路２９を通って前後の吸入室２３等へ供給され、前述のようにして作動室内へ吸入されて圧縮される。このような作動は前述の従来の圧縮機と同様に行われるので、本発明の実施例である圧縮機１に特有のものではない。
【００２６】
ピストン２０がシリンダボア１８及び１９内において往復運動をして冷媒を圧縮する時に、予め冷媒に混合されている冷凍機油のような潤滑オイルが冷媒から分離して、ピストン２０とシリンダボア１８及び１９との摺動面を潤滑するが、この摺動面には僅かな隙間があるから、作動室内が高圧になると加圧された冷媒の一部が隙間を通って低圧の斜板室２２へ漏れ出る。通常、これをブロ―バイガスという。ブロ―バイガスと共に、冷媒に混入されていたオイルの一部も斜板室２２へ押し出されることになる。この状態が図５に拡大して示されている。押し出されたオイルを参照符号４５によって示す。
【００２７】
双頭のピストン２０に形成された２つの頭部のスカート部２０ａによってブロ―バイガスと共にオイル４５が斜板室２２へ押し出されると、図示実施例の圧縮機１においては特別の構造としてオイル受け溝４３や軸方向の通路４０、更にリヤハウジング１０内のオイル溜め室３６等が設けられているから、押し出されたオイル４５はオイル受け溝４３によってオイル回収通路４４へ集められ、図６に示したように、５本あるうちの上部２本の軸方向の通路４０と、切り欠き通路４２及びリヤバルブプレート９の開口３８を通ってオイル溜め室３６へ流入する。この時にオイルガイド４１が、流れるオイル４６を案内してオイル溜め室３６内へ確実に流入させる。このようにしてオイル溜め室３６に溜まった潤滑オイルを参照符号４７によって示す。
【００２８】
なお、オイル溜め室３６内に溜まったオイル４７のレベルがリヤバルブプレート９に形成された開口３８の下部の高さに達すると、空間３９内へオーバーフローするので、それ以上はオイル溜め室３６内のオイル量が増加しない。従って、圧縮機１の運転状態においては、押し出されたオイル４５がオイル溜め室３６へ流入するオイル４６となって、一定量のオイルがオイル溜め室３６に常に溜まっている。なお、オイル溜め室３６から空間３９へオーバーフローしたオイルは、ラジアルベアリング１４等を潤滑してから斜板室２２へ流れ、斜板室２２内に臨んでいる色々な摺動面を潤滑する。
【００２９】
このようにして、圧縮機１においては運転中にオイル溜め室３６に常に一定量のオイルが溜まっており、圧縮機１が運転を停止した後にもオイル溜め室３６に一定量のオイルが保持されている。オイル溜め室３６の外壁３７が比較的に薄肉となっているので、オイル溜め室３６へ流入したオイルは、図８に矢印ａによって示す外気により直ちに冷却される。そのために、オイル溜め室３６内に溜まったオイル４７には比較的に多量の冷媒が溶け込んでいる。
【００３０】
圧縮機１の定常的な運転中には、冷媒が斜板室２２を通過して流れる間に、冷媒に混入されていた潤滑オイルが分離して潤滑を必要とする摺動面等へ供給されるので、斜板室２２に臨んでいる摺動面等が潤滑不良になることはないが、圧縮機１が停止すると、前述の従来の圧縮機と同様に、摺動面等を潤滑していたオイルが、圧縮機１が停止している間に重力によって斜板室２２の底部等へ流下するために、次に、圧縮機１が再起動されると、特別の対策が講じられていない場合には、短時間ではあっても摺動面の潤滑状態が不良となる恐れがある。しかし、図示実施例の圧縮機１においては、オイル溜め室３６に保持されている一定量のオイルが次のように作用して潤滑不良を回避することができる。
【００３１】
即ち、圧縮機１においては、特別の構成としてオイル溜め室３６を設けて、その中に一定量の潤滑オイルを保持しており、しかもオイル溜め室３６の外壁３７は薄肉となっているために、貯留されたオイルが外気によって直ちに冷却される結果、貯留されたオイルには多量の冷媒が溶け込んでいる。
【００３２】
圧縮機１が再起動されると、前後の吸入室２３等に常時連通している斜板室２２及びオイル溜め室３６は直ちに減圧されて低圧となる。そのために、オイル溜め室３６内に貯留されたオイルから冷媒が泡立つように急激に蒸発してフォーミング状態となる。フォーミングが始まった状態を図８に示す。フォーミング状態にある冷媒とオイルを参照符号４８によって示している。このようにして、オイル溜め室３６内のオイルは泡状になって体積が急増するので、図９に示したように、フォーミング状態のオイルと冷媒が短時間内にオイル溜め室３６を満たすだけでなく、それから５本の軸方向通路４０を通って斜板室２２内へ吹き出す。
【００３３】
フォーミング状態のオイルと冷媒４８は急激に膨張するので、圧縮機１の再起動がなされた後の短時間内に斜板１５とシュー２１との摺動面や、ピストン２０とシリンダボア１８及び１９との摺動面、更に、ベアリング１３，１４，１６，１７の転動面等へ到達し、それらを応急的に潤滑する。この時期に液状となる戻り冷媒によって摺動面等が洗われても、フォーミング状態の冷媒とオイル４８が摺動面を直ちに覆うので油膜切れになることがない。従って、圧縮機１においては再起動の直後でも潤滑不良になる恐れがない。
【００３４】
フォーミング状態の冷媒とオイル４８による潤滑は、圧縮機１の再起動後の短時間内に行われるものであって、圧縮機１が定常的な運転状態になると戻り冷媒に含まれているオイルが冷媒と共に斜板室２２を通過して流れるので、そのオイルによって摺動面等が潤滑される。また、オイル溜め室３６にも、前述のような作用によって一定量のオイルが多量の冷媒を溶存している状態で貯留される。
【００３５】
図示実施例は斜板型の冷媒圧縮機１に関するものであるが、以上の説明から、本発明を斜板型圧縮機以外の圧縮機に適用可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である斜板型圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線における横断側面図である。
【図３】この圧縮機が接続される空調装置の冷凍サイクルを示す概念図である。
【図４】図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】ブロ―バイガスと共に斜板室へ押し出されるオイルを示す断面図である。
【図６】オイル溜め室へ潤滑オイルを貯留する作用を説明する断面図である。
【図７】図６の横断側面図である。
【図８】オイル溜め室に貯留された潤滑オイルが冷却される状態を示す断面図である。
【図９】オイル溜め室からフォーミング状態の潤滑オイルが吹き出す作用を説明する断面図である。
【符号の説明】
１…斜板型の冷媒圧縮機
８…リヤシリンダ
９…リヤバルブプレート
１０…リヤハウジング
１５…斜板
１８，１９…シリンダボア
２０…ピストン
２１…シュー
２２…斜板室
３６…オイル溜め室
３７…外壁
３８…開口
４０…通路
４３…オイル受け溝
４５…押し出されたオイル
４６…流入するオイル
４７…オイル溜め室に溜まったオイル
４８…フォーミング状態の冷媒とオイル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressor such as a swash plate compressor, and more particularly to a lubrication system suitable for a compressor that compresses a refrigerant in an air conditioner.
[0002]
[Prior art]
In the refrigeration cycle of the air conditioner, in order to lubricate the sliding part of the refrigerant compressor, oil such as refrigeration oil is mixed in the refrigerant so that the refrigerant returning from the evaporator passes through the sliding part. In general, the sliding portion is lubricated by the oil contained in the return refrigerant. In the compressor having such a configuration, since oil flows down due to gravity and accumulates at the bottom of the compressor while the operation is stopped, the oil is deficient in the sliding portion requiring lubrication. In the lower part of the refrigeration cycle, the refrigerant that has been cooled to become liquid is accumulated. When the operation of the compressor is resumed in such a state, the liquid return refrigerant further cleans the sliding portion in a state where the oil is deficient for a short period of the first few seconds. There is a problem that the lubrication state of the moving part deteriorates.
[0003]
As a countermeasure against this problem, conventionally, an oil reservoir as a space is formed in the refrigerant inlet portion of the compressor, and oil is stored in the reservoir during operation, so that this oil helps lubrication at the time of start-up. Yes. However, even if such an oil reservoir is provided, the amount of oil that accumulates in the oil reservoir is small when a normal amount of oil is sealed in the refrigeration cycle, so that the problem of insufficient oil at startup cannot be solved. . Therefore, it becomes necessary to increase the amount of oil sealed in the refrigeration cycle, which causes another problem that the cost increases and the size of the compressor increases.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and aims to solve the problems by novel means.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a compressor according to claim 1 as means for solving this problem.
[0006]
The compressor according to the present invention stores a part of the lubricating oil mixed and circulated in the compressed fluid in a state in which a part of the compressed fluid is dissolved during operation, and is therefore sucked into the working chamber. An oil reservoir chamber formed as a closed space at a position deviated from the flow path on the suction side of the compressed fluid and lubricating oil, and cooling for cooling the oil reservoir chamber more rapidly than the other peripheral portions. It is characterized in that it comprises means and a passage communicating the oil reservoir chamber and the suction side passage.
[0007]
Accordingly, during the operation of the compressor, a part of the lubricating oil mixed in the fluid to be compressed and flowing inside the compressor is separated and formed as a closed space away from the flow path on the suction side. It is stored in the oil sump chamber. The oil sump chamber is cooled more strongly than other parts around it by some cooling means, so that not only lubricating oil can be easily stored in the oil sump chamber but also possible for the lubricating oil stored in the oil sump chamber. A large amount of compressed fluid in a saturated state is dissolved.
[0008]
When the compressor is stopped and restarted in this state, negative pressure due to suction of the fluid to be compressed into the working chamber acts on the flow path on the suction side. The chamber also has negative pressure. For this reason, the compressed fluid dissolved in the lubricating oil stored in the oil reservoir chamber abruptly evaporates, and the lubricating oil is in a forming (foaming) state, resulting in a rapid increase in volume. The oil is pushed out through the passage and into the flow path on the suction side while expanding. Since the lubricating oil in this forming state is useful for lubrication immediately after restarting, it is possible to prevent the sliding portion of the compressor from becoming poorly lubricated before the steady operation state is reached.
[0009]
In the present invention, as the cool hand stage of the oil sump chamber, you an outer wall oil reservoir chamber is in contact with outside air to be thinner than other portions of the housing. This greatly simplifies the structure of the cooling means, and when the oil sump chamber stores the lubricating oil, the stored lubricating oil is immediately cooled by the outside air. In any case, by providing cooling means in the oil sump chamber, the amount of compressed fluid dissolved in the lubricating oil stored in the oil sump chamber increases, and the volume of lubricating oil and refrigerant that is in the forming state upon restart And the amount of lubricating oil pushed out to the flow path on the suction side increases.
[0010]
One suitable application of the compressor of the present invention is a refrigerant compressor. Moreover, a swash plate type compressor can be mentioned as one of the suitable types of the compressor of this invention. When the present invention is applied to a swash plate type refrigerant compressor, the swash plate chamber accommodating the swash plate can be a part of the flow path on the suction side, and the swash plate chamber is always connected via the passage. It is desirable to configure so as to communicate with the oil sump chamber.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The illustrated embodiment shows a case where the present invention is applied to a swash plate type refrigerant compressor. As shown in FIGS. 1 and 2, the swash plate type refrigerant compressor 1 includes a shaft 2 for driving at the center. The shaft 2 is rotationally driven by an internal combustion engine or the like of an automobile via an electromagnetic clutch 3 provided at an end thereof, a pulley 4 formed on an outer periphery thereof, a belt (not shown) wound around the shaft, and the like. The front housing 5, the front valve plate 6, the front cylinder 7, the rear cylinder 8, the rear valve plate 9, the rear housing 10 and the like are sequentially stacked in the axial direction around the shaft 2, and are integrated with each other by bolts 11 and the like. The outer shell part of the compressor 1 is comprised by couple | bonding.
[0012]
A shaft seal 12 is provided at a portion where the shaft 2 passes through the front housing 5. A radial bearing 13 is provided at a portion where the front cylinder 7 supports the shaft 2, and a radial bearing 14 is provided at a portion where the rear cylinder 8 supports the shaft 2. Reference numeral 15 denotes a generally disc-shaped swash plate which is coupled to the shaft 2 so as to rotate integrally. A front and rear surfaces of the boss portion in the axial direction are thrust bearings 16 supported by the front cylinder 7 and the rear cylinder 8. And 17 are supported in the axial direction.
[0013]
As shown in FIG. 2, five cylinder bores 18 and 19 are formed at equal positions around the shaft 2 at positions opposed to the front cylinder 7 and the rear cylinder 8, respectively. Of course, the number of cylinder bores 18 and 19 may be other than 5 such as 4 or 6, respectively. A double-headed piston 20 is slidably inserted in the axial direction across the cylinder bores 18 and 19 facing each other in pairs. Each of the pistons 20 has hemispherical recesses that are opposed to each other in a central notch portion in the longitudinal direction (axial direction), and a pair of hemispherical shoes 21 inserted into these recesses are used to form the swash plate 15. When the swash plate 15 rotates, the swash plate 15 is reciprocated in the axial direction by making contact in a slidable manner so as to sandwich the peripheral edge. Since the shoe 21 slides in a state of frictional contact with the swash plate 15, lubrication of the sliding portion becomes a problem.
[0014]
In addition to the cylinder bores 18 and 19, a swash plate chamber 22 is formed in the front cylinder 7 and the rear cylinder 8 as a space. The shape of the swash plate chamber 22 is repeatedly changed by the reciprocating motion of the five pistons 20 as the swash plate 15 rotates. However, the swash plate chamber 22 is always formed around the swash plate 15 as having a substantially constant volume. The Since the swash plate chamber 22 is a part of the inlet side passage of the refrigerant (generally, the fluid to be compressed) compressed by the compressor 1, a refrigeration cycle is prepared by previously mixing lubricating oil such as refrigeration oil with the refrigerant. When the return refrigerant containing the lubricating oil passes through the swash plate chamber 22, a part of the oil is separated from the refrigerant and the sliding contact portion between the swash plate 15 and the shoe 21, the cylinder bore 18 and The sliding part between 19 and the piston 20 or the bearings 13, 14, 16, 17 and the like are lubricated.
[0015]
The front valve plate 6 sandwiched between the rear end surface of the front housing 5 and the front end surface of the front cylinder 7 and the rear valve plate 9 sandwiched between the rear end surface of the rear cylinder 8 and the rear housing 10 are generally symmetrical. Have a different shape. The structures of the front housing 5 and the rear housing 10 are also generally symmetric. Therefore, the assembly of the rear valve plate 9 and the rear housing 10 will be described as a representative, but the same can be said about the assembly of the front housing 5 and the front valve plate 6.
[0016]
A suction chamber 23 is formed as a space in a part near the peripheral edge of the rear housing 10, and a discharge chamber 24 is formed in the other part with a partition wall therebetween. In the suction port 25 formed in the rear valve plate 9 so that the suction chamber 23 and the cylinder bore 19 can communicate with each other, a suction lead 26 is provided as a suction valve on the surface on the cylinder bore 19 side. On the other hand, the discharge port 27 formed in the rear valve plate 9 so as to allow the discharge chamber 24 and the cylinder bore 19 to communicate with each other is provided with a discharge lead 28 as a discharge valve on the discharge chamber 24 side. The front side valve plate 6 has a similar structure.
[0017]
The front and rear suction chambers communicate with each other, and the front and rear discharge chambers communicate with each other through axial passages. These communication passages are formed so as to continue through the front housing 5 and the rear cylinder 8. In the illustrated embodiment, there are three communication passages 29 for connecting the rear suction chamber 23 and a front suction chamber (not shown) as shown in FIG. These three communication passages 29 are all open to the swash plate chamber 22 in the axial intermediate portion. Accordingly, the front and rear suction chambers represented by the suction chamber 23 are all in communication with the swash plate chamber 22. The front and rear discharge chambers are also in communication with each other by an axial passage. In the illustrated embodiment, the axial communication passage 31 for communicating between the discharge chamber 24 on the rear side and the discharge chamber 30 on the front side is thick, but only one is provided in the upper part of the housing.
[0018]
Since this compressor 1 is applied to an air conditioner and is used as a refrigerant compressor constituting a part of the refrigeration cycle, the remaining portion of the refrigeration cycle as shown in FIG. 3 is connected to the compressor 1. . In FIG. 3, 32 is a condenser, and the refrigerant compressed by the compressor 1 is cooled by the outside air or the like in the condenser 32 to be condensed and liquefied. A gas-liquid separator 33 separates the refrigerant liquefied by the condenser 32 from the refrigerant that is not liquefied. Reference numeral 34 denotes an expansion valve. The liquefied refrigerant is decompressed by passing through the expansion valve 34, expands in the evaporator 35 and vaporizes. At that time, the room air or the like passing through the evaporator 35 is cooled to perform a cooling action.
[0019]
The outlet of the evaporator 35 of the refrigeration cycle shown in FIG. 3 is connected to the swash plate chamber 22 of the compressor 1. Therefore, the return refrigerant to the compressor 1 after the cooling action in the evaporator 35 first flows into the swash plate chamber 22 and is supplied to the front and rear suction chambers 23 through the three communication passages 29. Since the return refrigerant passes through the swash plate chamber 22, lubricating oil such as refrigerating machine oil contained in the return refrigerant is supplied to a portion in the swash plate chamber 22 that requires lubrication to perform a lubricating action. The portions requiring lubrication are the sliding contact surface between the swash plate 15 and the shoe 21, the sliding surfaces of the cylinder bores 18 and 19 and the piston 20, the rolling portions of the bearings 13, 14, 16, and 17 and the like. However, as described above, such a lubricating action is not sufficiently performed immediately after the compressor 1 is started.
[0020]
Although the basic structure and operation of the compressor of the present invention are the same as those of the conventional compressor as described above, the compressor 1 of the embodiment shown in FIG. A space called an oil reservoir chamber 36 is provided in the center of the inside. The structure around the oil reservoir chamber 36 is shown enlarged in FIG. The outer wall 37 of the oil reservoir chamber 36 is thin so that heat can be more easily transferred than the other outer walls of the suction chamber 23 and the discharge chamber 24 in the rear housing 10. Although the thin outer wall 37 serves as a cooling means for the oil reservoir chamber 36, other positive cooling means may be provided in the oil reservoir chamber 36 as an alternative. By providing an opening 38 at the center of the rear valve plate 9, the oil reservoir chamber 36 communicates with a space 39 formed in the rear end portion of the shaft 2 in the rear cylinder 8.
[0021]
In FIG. 4, reference numeral 26 denotes a suction lead described later, 28 denotes a discharge lead, 49 denotes a metal gasket sandwiched between the rear valve plate 9 and the rear housing 10, and 50 denotes a gasket 49. Each shows a rubber coating applied to the surface.
[0022]
As shown in FIG. 2, five passages 40 that penetrate the rear cylinder 8 in the axial direction are drilled around the shaft 2 in parallel therewith, and their rear ends communicate with the space 39. For this purpose, a notch passage 42 is provided in a part of the rear cylinder 8 near the surface of the rear valve plate 9 at the rear end of each passage 40. Accordingly, the oil reservoir chamber 36 is always in communication with the swash plate chamber 22 through the opening 38 of the rear valve plate 9, the space 39 in the rear cylinder 8, the notch passage 42 and the axial passage 40. However, the oil reservoir chamber 36 is a previously closed space, and there is no entrance / exit other than the opening 38.
[0023]
Of the five passages 40 provided in the axial direction, an oil guide 41 such as a bag is provided at the rear ends of the two passages 40 at the top. The oil guide 41 passes through the opening 38 of the rear valve plate 9 and serves to guide the oil into the oil reservoir chamber 36. Further, as shown in FIG. 2, an oil receiving groove 43 that opens upward is formed on the front surface of the rear cylinder 8 in the vicinity of the front ends of the two passages 40 at the upper part thereof, and flows out from the upper cylinder bore 19a. To collect the oil to be used. As shown in FIG. 7, the collected oil is guided by an oil recovery passage 44 such as a groove formed using a race 17a on the rear side of the thrust bearing 17 as a weir, and the two upper axial passages are formed. 40.
[0024]
Since the swash plate type refrigerant compressor 1 of the embodiment is configured as described above, when the shaft 2 is rotationally driven by a power source such as an internal combustion engine mounted on a vehicle via the electromagnetic clutch 3, The five pistons 20 reciprocate in the cylinder bores 18 and 19 because the swash plate 15 swings with the rotation. In the working chambers in the cylinder bores 18 and 19 which are expanded to a negative pressure thereby, the refrigerant in the suction chamber 23 on the rear side and the suction chamber on the front side (not shown) is formed in the suction ports formed in the valve plates 6 and 9. The suction leads 26 of 25 are pushed open and inhaled. When the working chamber is reduced to a high pressure, the pressurized refrigerant pushes open the discharge lead 28 of the discharge port 27 and is discharged to the front and rear discharge chambers 24 and 30, and further passes through the communication passage 31. They are merged and sent to the condenser 32 of the refrigeration cycle.
[0025]
In this manner, the refrigerant in the rear suction chamber 23 and the front suction chamber (not shown) is sucked into the working chambers in the cylinder bores 18 and 19 and is compressed and discharged, so that the front and rear suction chambers 23 are negatively charged. Since the pressure is increased, the swash plate chamber 22 communicated by the communication passage 29 also has a negative pressure. As a result, the low-pressure return refrigerant which has expanded in the evaporator 35 of the refrigeration cycle and finished the cooling operation is sucked into the swash plate chamber 22 and supplied to the front and rear suction chambers 23 through the communication passage 29, as described above. Is sucked into the working chamber and compressed. Since such an operation is performed in the same manner as the above-described conventional compressor, it is not unique to the compressor 1 which is an embodiment of the present invention.
[0026]
When the piston 20 reciprocates in the cylinder bores 18 and 19 to compress the refrigerant, lubricating oil such as refrigeration oil mixed in advance with the refrigerant separates from the refrigerant, and the piston 20 and the cylinder bores 18 and 19 Although the sliding surface is lubricated, since there is a slight gap in the sliding surface, a part of the pressurized refrigerant leaks into the low-pressure swash plate chamber 22 through the gap when the pressure in the working chamber becomes high. This is usually called blow-by gas. Along with the blow-by gas, part of the oil mixed in the refrigerant is also pushed out to the swash plate chamber 22. This state is shown enlarged in FIG. Extruded oil is indicated by reference numeral 45.
[0027]
When the oil 45 is pushed into the swash plate chamber 22 together with the blow-by gas by the two head skirt portions 20a formed in the double-headed piston 20, the oil receiving groove 43 and the special structure are provided in the compressor 1 of the illustrated embodiment. Since the axial passage 40 and the oil reservoir chamber 36 and the like in the rear housing 10 are provided, the pushed-out oil 45 is collected by the oil receiving groove 43 into the oil recovery passage 44, as shown in FIG. The oil flows into the oil reservoir chamber 36 through the upper two axial passages 40 of the five, the cutout passage 42 and the opening 38 of the rear valve plate 9. At this time, the oil guide 41 guides the flowing oil 46 to surely flow into the oil reservoir chamber 36. The lubricating oil collected in the oil sump chamber 36 in this manner is indicated by reference numeral 47.
[0028]
When the level of the oil 47 accumulated in the oil reservoir chamber 36 reaches the height below the opening 38 formed in the rear valve plate 9, the oil overflows into the space 39. The amount of oil does not increase. Accordingly, in the operating state of the compressor 1, the pushed-out oil 45 becomes the oil 46 flowing into the oil reservoir chamber 36, and a certain amount of oil is always accumulated in the oil reservoir chamber 36. The oil overflowed from the oil reservoir chamber 36 into the space 39 flows to the swash plate chamber 22 after lubricating the radial bearing 14 and the like, and lubricates various sliding surfaces facing the swash plate chamber 22.
[0029]
In this way, in the compressor 1, a certain amount of oil is always accumulated in the oil reservoir chamber 36 during operation, and a certain amount of oil is retained in the oil reservoir chamber 36 even after the compressor 1 has stopped operating. ing. Since the outer wall 37 of the oil reservoir chamber 36 is relatively thin, the oil flowing into the oil reservoir chamber 36 is immediately cooled by the outside air indicated by the arrow a in FIG. For this reason, a relatively large amount of refrigerant is dissolved in the oil 47 accumulated in the oil reservoir chamber 36.
[0030]
During steady operation of the compressor 1, while the refrigerant flows through the swash plate chamber 22, the lubricating oil mixed in the refrigerant is separated and supplied to a sliding surface or the like that requires lubrication. Therefore, the sliding surface facing the swash plate chamber 22 does not become poorly lubricated, but when the compressor 1 stops, the oil that lubricated the sliding surface etc. as in the conventional compressor described above. However, when the compressor 1 is restarted next because it flows down to the bottom of the swash plate chamber 22 by gravity while the compressor 1 is stopped, no special measures are taken. Even in a short time, the lubrication state of the sliding surface may be poor. However, in the compressor 1 of the illustrated embodiment, a certain amount of oil retained in the oil sump chamber 36 acts as follows to avoid poor lubrication.
[0031]
That is, in the compressor 1, an oil reservoir chamber 36 is provided as a special configuration, and a certain amount of lubricating oil is held therein, and the outer wall 37 of the oil reservoir chamber 36 is thin. As a result of the stored oil being immediately cooled by the outside air, a large amount of refrigerant is dissolved in the stored oil.
[0032]
When the compressor 1 is restarted, the swash plate chamber 22 and the oil reservoir chamber 36 that are always in communication with the front and rear suction chambers 23 and the like are immediately decompressed to a low pressure. Therefore, the refrigerant is abruptly evaporated from the oil stored in the oil reservoir chamber 36 to form a foaming state. FIG. 8 shows a state in which forming has started. The refrigerant and oil in the forming state are indicated by reference numeral 48. In this way, the oil in the oil sump chamber 36 becomes foamy and the volume rapidly increases. As shown in FIG. 9, the oil and refrigerant in the forming state only fill the oil sump chamber 36 within a short time. Rather, it then blows through the five axial passages 40 into the swash plate chamber 22.
[0033]
Since the oil and refrigerant 48 in the forming state expand rapidly, the sliding surface of the swash plate 15 and the shoe 21, the piston 20 and the cylinder bores 18 and 19 are within a short time after the compressor 1 is restarted. The sliding surfaces of the bearings 13, the rolling surfaces of the bearings 13, 14, 16, 17 and the like are reached, and they are lubricated immediately. Even if the sliding surface or the like is washed by the return refrigerant that becomes liquid at this time, the forming state refrigerant and the oil 48 immediately cover the sliding surface, so that the oil film does not run out. Therefore, in the compressor 1, there is no risk of poor lubrication even immediately after restarting.
[0034]
Lubrication with the refrigerant in the forming state and the oil 48 is performed within a short time after the compressor 1 is restarted. When the compressor 1 is in a steady operation state, the oil contained in the return refrigerant is reduced. Since it flows through the swash plate chamber 22 together with the refrigerant, the sliding surface and the like are lubricated by the oil. In the oil reservoir chamber 36, a certain amount of oil is stored in a state where a large amount of refrigerant is dissolved by the above-described action.
[0035]
Although the illustrated embodiment relates to the swash plate type refrigerant compressor 1, it is apparent from the above description that the present invention can be applied to a compressor other than the swash plate type compressor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a swash plate compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional side view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a refrigeration cycle of an air conditioner to which this compressor is connected.
4 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing oil pushed into a swash plate chamber together with blow-by gas.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the operation of storing lubricating oil in an oil reservoir chamber.
7 is a cross-sectional side view of FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where the lubricating oil stored in the oil sump chamber is cooled.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the action of the lubricating oil in the forming state blowing out from the oil sump chamber.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Swash plate type refrigerant compressor 8 ... Rear cylinder 9 ... Rear valve plate 10 ... Rear housing 15 ... Swash plate 18, 19 ... Cylinder bore 20 ... Piston 21 ... Shoe 22 ... Swash plate chamber 36 ... Oil reservoir chamber 37 ... Outer wall 38 ... Opening 40 ... Passage 43 ... Oil receiving groove 45 ... Extruded oil 46 ... Inflowing oil 47 ... Oil accumulated in the oil reservoir chamber ... Forming state refrigerant and oil

Claims

被圧縮流体に混入されて内部を流れる潤滑オイルの一部を、運転中に前記被圧縮流体の一部が溶存している状態で貯留するために、作動室へ吸入される前記被圧縮流体及び前記潤滑オイルの吸入側の流れの経路から外れた位置に先の閉じた空間として形成されたオイル溜め室と、該オイル溜め室を周辺の他の部分よりも急速に冷却するための冷却手段と、前記オイル溜め室と前記吸入側の流れの経路とを連通する通路とを備えており、
前記冷却手段として前記オイル溜め室の外壁が、ハウジングの他の部位よりも薄肉となっていることを特徴とする圧縮機。In order to store a part of the lubricating oil mixed in the fluid to be compressed and flowing inside in a state where a part of the fluid to be compressed is dissolved during operation, the fluid to be compressed sucked into the working chamber, and An oil reservoir chamber formed as a closed space at a position deviating from the flow path on the suction side of the lubricating oil, and a cooling means for cooling the oil reservoir chamber more rapidly than the other peripheral portions A passage that communicates the oil reservoir chamber with the flow path on the suction side ,
The compressor characterized in that an outer wall of the oil reservoir chamber is thinner than the other part of the housing as the cooling means .

前記ハウジングは、フロントハウジング、フロントシリンダ、リヤシリンダ及びリヤハウジングの順に前後の両ハウジング及び前後一対の両シリンダを軸方向に重ねて一体的に結合することによって外殻部分を構成しており、前記フロントハウジング及び前記リヤハウジングには、それぞれ吸入室及び吐出室が形成されていて、前後の前記吸入室及び前後の前記吐出室は相互にそれぞれ軸方向の通路によって連通しており、かつ前記オイル溜め室が前記リヤハウジングにのみ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。 The housing comprises a front housing, a front cylinder, a rear cylinder, and a rear housing, and the front and rear housings and a pair of front and rear cylinders are axially stacked and integrally joined to form an outer shell portion. A suction chamber and a discharge chamber are formed in the housing and the rear housing, respectively. The front and rear suction chambers and the front and rear discharge chambers communicate with each other through axial passages, and the oil reservoir chamber The compressor according to claim 1, wherein the compressor is provided only in the rear housing .

請求項１又は２において、前記被圧縮流体が冷媒であって、それ自体が空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒圧縮機として使用されていることを特徴とする圧縮機。 3. The compressor according to claim 1, wherein the fluid to be compressed is a refrigerant and is used as a refrigerant compressor in a refrigeration cycle of an air conditioner.

請求項３において、それ自体が斜板型圧縮機であることを特徴とする圧縮機。 4. The compressor according to claim 3, wherein the compressor is a swash plate type compressor.

請求項４において、斜板を収容している斜板室が前記被圧縮流体及び前記潤滑オイルの前記吸入側の流れの経路の一部となっていると共に、前記オイル溜め室が前記通路を介して前記斜板室に常時連通していることを特徴とする圧縮機。 5. The swash plate chamber in which the swash plate is accommodated is a part of the flow path on the suction side of the fluid to be compressed and the lubricating oil, and the oil reservoir chamber is interposed through the passage. A compressor characterized by being in continuous communication with the swash plate chamber.